一种手持式语音播报心音检测装置的制造方法

文档序号:9896405阅读:408来源:国知局
一种手持式语音播报心音检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种手持式语音播报屯、音检测装置。
【背景技术】
[0002] 屯、脏病是现代社会中人类生命威胁最大的疾病之一,随着人们生活节奏的加快W 及压力的增加,我国屯、血管病发病率持续上升,每年有几十万人屯、脏性巧死。运些病人如果 能够获得及时的抢救与护理,是可W避免死亡的。而且屯、血管疾病具有突发性强、发病时间 短暂、致死率高W及发作无规律等特点。所W日常的屯、脏检测和护理显的尤为重要。
[0003] 屯、音信号是人体重要的生理信号之一,它包含了屯、脏各个部分功能状态的大量生 理病理信息,对屯、音信号的采集和分析研究对提高屯、血管疾病的诊断能力和确诊率具有重 要意义。本发明能够达到便携、自助测量、及时反馈结果,为用户使用带来方便,提高用户体 验。本发明为用户自助检测屯、音提供一种新的平台,能够广泛应用于生活、科研W及教学活 动中。

【发明内容】

[0004] 针对现有技术中存在的问题,本发明目的在于提供一种手持式语音播报屯、音检测 装置,通过采集屯、音信号,自动分析其屯、率和屯、音综合指数,并且采用语音播报分析结果, 为用户自助检测屯、音提供一种新的平台。
[0005] 本发明采用的技术方案为:一种手持式语音播报屯、音检测装置,在结构方面如附 图1,包含屯、音传感器1、语音播报口 2、手持柄3、电源开关4、启动键5、短信发送键6。其中屯、 音传感器1为圆形,位于装置的最前端,便于贴在胸腔位置采集屯、音;手持柄3位于屯、音传感 器后面,手持柄为圆柱形,便于手握;语音播报口 2位于手持柄的靠近采集头位置,W便在使 用时不被手指遮住;电源开关4、启动键5、短信发送键6位于手持柄的尾部或底端,便于在手 持时使用大拇指进行按键操作。
[0006] 本发明在功能上方面,具有语音播报、屯、率测量、屯、音综合指数测量、自动/手动发 送异常屯、音报告,存储异常屯、音的功能。如附图2的系统功能结构图,共有屯、音传感器、语音 播报器、短信发送模块、存储器、微处理器(MCU)运五个部分组成,屯、音通过采集器的放大、 滤波、数字化(ADC)进入MCU,MCU通过屯、率和屯、音综合指数计算方法得出结果,在通过语音 播报器将结果播报反馈回用户,如果结果判断为异常屯、音,则将异常屯、音存储到存储器中, 并可W通过短信发送模块将本次的检测报告发送到指定手机。
[0007] 本发明所述的屯、音综合指数是一种反应人的屯、音时域和频域综合特性的量化指 数,包括:屯、率、屯、率齐整偏差、频域能量谱密度共巧巾时域、频域评价指标。
[000引本发明还公开了一种屯、音综合指数的检测方法,其具体步骤如下:
[0009]步骤1:将屯、音信号ADC后的数字屯、音信号a(n)进行半降序排列,从而得到前50% 数据是有序的序列b(m)m = 0,l,2,......N,n = 0,l,2,......N。然后计算阔值L:L = b( [a To])。其中To为采集时间,a为比例系数,本装置取a = 〇.3s^i,[W表取整运算。
[0010] 步骤2: WKo为预设峰值跨度,Wa(O)为起点,在跨度内找到寻找最大值,如果该最 大值大于阔值L,则该最大值为峰值,否则向后移动半个跨度,如此循环,直至寻找到第一个 和第二个峰值曰^)、曰(7)。1(〇 = 0^3其中为'3采样频率,〔=0.53。计算屯、率
-次/分 钟,fs为采样频率,n为单位换算系数,(当fs单位是赫兹,Q单位为1时,11 = 60)。
[0011] 步骤3:重复步骤2寻找全部峰值并计算出实测峰值跨度序列{K^i},i = l,
2,......M,M为峰值的数目减1。
[0012] 步骤4:计算屯、率齐整偏差: ,i = l,2,......M,i = l, 2,......M且i辛j。其中MaxO为最大值函数,获取指定序列的最大值;{ IkVk^jU指由I 和r j相减后取绝对值所得的序列。
[0013] 步骤5:对信号a(n)作FFT变换,并计算其在频域上的能量谱密度。
[0014] 步骤6:计算能量谱集中指标£=Ei/E2dEi是能量谱密度在0~200Hz上的积分,E2是 能量谱密度在0~700Hz上的积分,由于屯、音的频谱主要集中在700化W下,此处为了节省计 算资源,使用E2代表总能量。
[0015]步骤7:计算屯、率指数Zi和屯、率的关系具体实施例中的表1:屯、率和屯、率指数的关 系。
[0016] 同时满足屯、率在50至110次每分钟范围内,屯、率超出此范围时,该屯、率指标已经不 正常,没有量化的意义,不再计算该指标。
[0017] 步骤8:计算屯、率齐整指标Z2:
SAT是步骤4中的屯、 率齐整偏差,T为屯、音周期,使用T = 60/v,要求屯、率偏差不能超过20%,所Wii取0.2,超过则 为屯、率不齐,不再计算该指标。
[0018] 步骤9:计算频域能量谱分布指标Z3:
e为能量谱集中指 标,根据已有研究结果表明,正常屯、音的能量主要集中在第一屯、音(40Hz~60化)和第二屯、 音(60化~100化),所W运里要求至少80 %的能量集中在0~200化的范围内,所W取(6 = 0.8,否则屯、音不正常,不再量化计算该指标。
[0019] 步骤10:计算屯、音综合指数Z = IOO ? I:ruzi,i = l,2,3。且满足条件50<v<110、A T<yTo、e含d),因为屯、率会随着人的年龄、情绪、运动状态等因素变化而变化,为了减少运 些不稳定因素对屯、音综合指数的影响,取系数hi}为{〇.3,0.3,0.4}。如果V、A T、e任何一 个超出W上步骤所述范围,则屯、音综合指数的量化值已不具有衡量的意义,因而没有计算 的必要性,此时Z = 0。
[0020]本发明所述的语音播报功能模块通过语音播报的方式将屯、音综合指数和屯、率告 知用户,检测结果播报完整文案为:"您的屯、率为Iv的值},{文案一 },您的屯、音综合指数得 分{Z的值},{文案二},{文案=}。"其中v、Z的值为屯、音综合指数的检测方法中计算所得,文 案一和文案二如表2所示,在测量结果异常时(即Z = O的情况),发出告警提示文案警 告:您的屯、音异常,请及时就医或重新测量。",否则,文案=为空,无警告输出。整个使用过 程中的所有操作提示也是通过语音播报给用户,运种交互方式,能够达到操作简易,方便老 人等弱势群体自助完成测量的目的。
[0021 ]表2:结果播报文案和综合指数关系
[0023] 本发明所设及技术和方法如未加 W说明,则表示与现状相同。
【附图说明】
[0024] 图1是一种手持式语音播报屯、音检测装置结构示意图,其中包含屯、音传感器1、语 音播报口 2、手持柄3、电源开关4、启动键5、短信发送键6。
[0025] 图2是一种手持式语音播报屯、音检测装置系统框图,包含屯、音采集器、语音播报 器、短信发送模块、存储器、微处理器(MCU)运五个部分。
[0026] 图3是一种手持式语音播报屯、音检测装置运行过程流图。
【具体实施方式】
[0027] W下结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。
[0028] 如附图1结构示意图所示,其中屯、音传感器1为圆形,位于装置的最前端,便于贴在 胸腔位置采集屯、音;手持柄3位于屯、音传感器后面,手持柄为圆柱形,便于手握;语音播报口 2位于手持柄的靠近采集头位置,W便在使用时不被手指遮住;电源开关4、启动键5、短信发 送键6位于手持柄的尾部或底端,便于在手持时使用大拇指进行按键操作。
[0029] 屯、音传感器1由圆形采集头加上具有放大、滤波功能的电路组成;语音播报口 2下 放置着W语音合成忍片为核屯、的语音播报模块;手持柄3由圆柱形的塑料材料制成,内部装 着微处理器(MCU )、语音播报模快、短信发送模块、选择存储模块。
[0030] 如附图2的系统框图所示,本装置共具有屯、音采集、语音播报、短信发送、选择存储 四个功能模块和微处理器(MCU) -个控制中屯、。
[0031] 选优地,选择SYN6288语音合成忍片作为本装置的语音合成忍片,本忍片能过和 MCU通过串口通信,W既定的通信协议帖结构把需要播报的结果或提示音按字节发送,通过 解码数模转换后扬声器播放。
[0032] 优选地,选择MSP430F149作为本装置的微处理器(MCU),主要原因是具有硬件乘法 器、12位ADC、支持1.8~3.6V电压供电、常用的UART、SPI、I2C接口都支持。硬件乘法器能帮 助我们更加快速实现FFT等复杂的乘法计算;12位ADC能方便的实现采集后的屯、音转化为数 字信号;支持3.6V电压供电,能让我们实现裡电池和USB双供电。
[0033] 本实例中,本装置的具体运行过程流图如附图3所示,包括:
[0034] 步骤1:开机后根据语音提示准备好后按下开始键,开始采集屯、音;
[0035] 步骤2:采集屯、音,手持本装置放到胸口的屯、脏部位,保持安静;
[0036] 步骤3:等待屯、音预处理、屯、率W及屯、音综合指数的计算;
[0037] 步骤4:语音播报检测到的屯、率和屯、音综合指数。如结果不正常则会建议进一步检 查或者重新测量回到步骤1;
[0038] 步骤5:发送本次检测报告到指定GSM手机(在测量结果异常或者使用者按下短信 发送按钮的情况下)。
[0039] 步骤6:测量结束后关机。
[0040] 本实例中,所述的屯、音综合指数是一种反应人的屯、音时域和频域综合特性的量化 指数,包括:屯、率、屯、率齐整偏差、频域能量谱密度共巧巾时域、频域评价指标。屯、音综合指数 的具体检测方法如下:(所有参数取值已在说明书说明)
[0041] 步骤1:将屯、音信号ADC后的数字屯、音信号a(n)进行半降序排列,从而得到前50% 数据是有序的序列b(m)m = 0,l,2,......N,n = 0,l,2,......N。然后计算阔值L:L = b( [a To])。其中T诚采集时间,a为比例系数,本装置取a = 〇.3s^i,[W表取整运算。
[0042] 步骤2: WKo为预设峰值跨度,Wa(O)为起点,在跨度内找到寻找最大值,如果该最 大值大于阔值L,则该最大值为峰值,否则向后移动半个跨度,
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